金属及其化合物专题05镁及其化合物（提升版）-跨过一本线冲刺985之专题微突破

【解题必备】1．镁及其化合物的转化关系图2．海水提镁eq\x(沉淀Mg2＋)→Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓↓eq\x(制MgCl2)→Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O↓eq\x(电解得Mg)→MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑提醒：①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。【专题必练】1．将打磨后的镁条放入盛有50ml蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图。下列有关描述正确的A．该实验是在常温下进行的B．实线表示溶液浊度随时间的变化C．50s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红D．150s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降【答案】D2．氮化镁（Mg3N2）是一种新型无机材料。纯净的氮化镁是淡黄色固体，热稳定性较好。氮化镁极易与水反应，该反应属于非氧化还原反应，产物是一种碱和一种气体。已知：氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁；氨气与镁可以发生如下反应NH3+MgMg（NH2）2+H2↑（未配平）某化学小组同学设计如下两个制各氮化镁的实验方案，请见实验方案装置图（夹持及加热仪器没有画出），且在实验前系统内的空气均以排出。用浓氨水逐滴加到新制的生石灰中制氨气，其实验方案见下图，并回答有关问题：（1）实验前需要排净装置内空气的原因是________________________________________。（2）请写出NH3和CuO发生反应的方程式______________________________________________。（3）装置C的作用是__________________________________________________。（4）装置D中盛放的试剂为稀硫酸，其作用________________________________________。（5）该实验完成后，能否得到纯净的氮化镁__________（填“能”或“不能”）；原因是（用化学方程式说明）_______________________________________；进方案是____________。【答案】防止空气中的O2和CO2同Mg反应2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2安全瓶，防D中溶液倒吸入B中吸收NH3不能Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑在D、F中间加入装有浓硫酸的洗气瓶；在F尾端加入装有碱石灰的吸收管。学科￥网点睛：解答综合性实验设计与评价题的基本流程：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。具体分析为：①实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。③有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。④有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。⑤实验现象：自下而上，自左而右全面观察。⑥实验结论：直接结论或导出结论。3．实验室探究金属Mg在NOx中的燃烧产物。回答下列问题：（1）推测金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2和Mg3N2，则反应的化学方程式为_____________。（2）设计下列装置完成反应且验证产物中有N2(夹持装置已略去，部分装置可重复使用)。①选择上图中的装置，按气流方向将其连接，用接口字母表示的顺序为______________。安装仪器后，首先检查装置的气密性，然后进行的操作是__________________。②装置A中仪器名称为_______________________________________，反应的化学方程式为_____________________________________________。③验证产物中有N2生成的现象为_______________________________________________。（3）检验Mg与NOx反应产物中是否存在Mg3N2的操作、现象和结论为_________________________（4）Mg与NOx反应的产物MgO能溶于NH4Cl溶液且放出NH3，推测其可能的原因。甲同学认为NH4Cl溶液存在水解平衡NH4++H2ONH3·H2O+H+，因MgO+2H+=Mg2++H2O导致c(H+)减小，水解平衡右移导致NH3·H2O浓度增大，分解生成NH3。乙同学认为发生MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑而溶解。请设计实验探究乙同学的推测是否合理________________________________________。【答案】2xMg+2NOx2xMgO+N23Mg+N2Mg3N2abcdebcghf打开分液漏斗活塞，待红棕色气体充满整个装置后(或把装置中的空气排除后)，点燃酒精灯分液漏斗、平底烧瓶Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O装置D中气体体积增大，水从广口瓶流入烧杯中取装置C中少量固体产物加入水中，若产生具有无色刺激性气味(或能使湿润的红色石蕊试纸变蓝)的气体，则证明产物存在Mg3N2，否则不存在。向MgO固体中加入过量CH3COONH4溶液，若固体溶解且放出NH3，则证明乙同学推出合理，否则乙同学推测不合理。学%科网【解析】（1）金属Mg在NOx中的燃烧产物为MgO、N2，Mg在氮气中燃烧生成Mg3N2，则发生反应的化中加水后的溶液加热，赶走NH3后，再加入过量的CH3COONH4溶液，固体溶解，说明MgO和Mg(OH)2溶于铵盐溶液是与NH4+直接反应，不是与NH4+水解出来的H+反应。4．镁合金及镁的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。（1）镁在元素周期表中的位置是____________。（2）用水氯镁石（主要成分为MgCl2·6H2O）制备金属镁的关键流程如下：①一段脱水后，残留固体质量占原样品质量的64.5%，试确定生成物的化学式__________。②二段脱水时，溶入H2和Cl2燃烧产物的目的是__________。③该工艺中可循环使用的物质有_____________（3）储氢材料Mg(AlH4)2在110200℃的反应为：Mg(AlH4)2=MgH2+2Al+3H2↑，每转移6mol电子生成氢气的物质的量为__________mol。（4）碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料，可用复盐MgCO3·(NH4)2CO3·2H2O作原料制备。①40℃时，复盐开始热解生成MgCO3·3H2O，并有气体产生，该反应的化学方程式为________。②制备过程中，需要用到卤水（氯化镁溶液）。某科研小组用沉淀滴定法分析产品中Cl的含量，称取6.1000g产品用适量硝酸溶解，经稀释等步骤最终配得500mL的溶液。a．准确量取25.00mL待测液，用0.1000mol/LAgNO3标准液滴定，滴定前后滴定管中的液面读数如图所示，则滴定过程中消耗标准液的体积为______________mL。b．AgClAgBrAgIAg2CrO4Ksp2×10105.4×10138.3×10172×1012颜色白淡黄黄砖红参照上表数据及信息分析，滴定时可以作指示剂的是________（填数字序号）。①CaCl2②NaBr③NaI④K2CrO4c．滴定时，应将溶液调成中性，不能是强酸性或强碱性，其中不能是强碱性的原因是________。d．产品中氯的质量分数为___________（保留三位有效数字）。【答案】第三周期第ⅡA族MgCl2·H2O防止MgCl2·2H2O脱水过程中发生水解反应HCl、Cl23MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑16.00④碱性条件下AgNO3会生成Ag2O18.6%氨气，所以反应的化学方程式为MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑，故答案为：MgCO3·(NH4)2CO3·2H2OMgCO3·3H2O+CO2↑+2NH3↑；②a．根据滴定前后滴定管中的液面读数可知硝酸银标准液的体积为18.5mL2.5mL=16.00mL，故答案为：16.00；b．指示剂的作用是指示出氯离子恰好沉淀完全，即让氯离子先沉淀，沉淀完全后，再滴入硝酸银溶液会生成一种颜色不同的沉淀来指示沉淀终点，氯化银、溴化银、碘化银的组成都是1：1，依据Ksp可以直接比较溶解性大小为氯化银＞溴化银＞碘化银；随Ksp的减小，应先出现碘化银沉淀、再出现溴化银，最后才沉淀氯化银，所以①、②、③不符合滴定实验的目的和作用，铬酸银的阳、阴离子个数5．海水中含有大量的氯化镁，从海水中提取镁的生产流程如下图所示：回答下列问题：（1）写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式_______________________。操作①的名称________。（2）加入试剂①，反应的离子方程式为___________________。（3）操作②的名称__________。（4）经操作③最终可得金属镁，该反应的化学方程式是________________。【答案】CaO+H2O+MgCl2==CaCl2+Mg(OH)2↓过滤Mg（OH）

2

+2H

+

=Mg

2+

+2H

2

O蒸发结晶MgCl2Mg+Cl2↑学科.网【解析】从海水中提取金属镁的流程：把贝壳制成石灰乳操作①；在引入的海水中加入石灰乳，将海水中含有的镁离子转化为氢氧化镁沉淀，反应方程式为：Mg2＋+2OH－=Mg(OH)2↓；然后将氢氧化镁溶于盐酸中操作②得到氯化镁溶液，反应方程式为：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，用氯化镁溶液在氯化氢氛围中制取无水氯化镁；活泼金属采用电解其熔